package SubjectQueue;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.PriorityQueue;

public class MaxSlidingWindow {

/**
 * 难度：困难
 * 
 * 239. 滑动窗口最大值
 * 	给你一个整数数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。
 * 	你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。
 * 	返回滑动窗口中的最大值。
 * 
 * 示例 1：
 * 	输入：nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
 * 	输出：[3,3,5,5,6,7]
 * 	解释：
 * 	滑动窗口的位置                最大值
 * 	---------------               -----
 * 	[1  3  -1] -3  5  3  6  7       3
 * 	 1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 * 	 1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 * 	 1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 * 	 1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 * 	 1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7
 * 
 * 示例 2：
 * 	输入：nums = [1], k = 1
 * 	输出：[1]
 * 
 * 示例 3：
 * 	输入：nums = [1,-1], k = 1
 * 	输出：[1,-1]
 * 
 * 示例 4：
 * 	输入：nums = [9,11], k = 2
 * 	输出：[11]
 * 
 * 示例 5：
 * 	输入：nums = [4,-2], k = 2
 * 	输出：[4]
 * 
 * 提示：
 * 	1 <= nums.length <= 105
 * 	-104 <= nums[i] <= 104
 * 	1 <= k <= nums.length
 * 
 * */
	
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		MaxSlidingWindow msw = new MaxSlidingWindow();
		int[] a = msw.maxSlidingWindow3(new int[] {1,3,-1,-3,5,3,6,7}, 3);
		for(int i:a) {
			System.out.print(i+",");
		}
	}
	//自己写：超出时间限制
	public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
		List<Integer> list = new ArrayList<>(); 
		for(int i=0;i<nums.length-k+1;i++) {
			List<Integer> temp = new ArrayList<>(); 
			for(int j=i;j<k+i;j++) {
				temp.add(nums[j]);
			}
			list.add(Collections.max(temp));
		}
		return list.stream().mapToInt(Integer::valueOf).toArray();
    }
	//方法一：优先队列
	public int[] maxSlidingWindow1(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        // 1. 优先队列存放的是二元组(num,index) : 大顶堆（元素大小不同按元素大小排列，元素大小相同按下标进行排列）
        // num :   是为了比较元素大小
        // index : 是为了判断窗口的大小是否超出范围
        PriorityQueue<int[]> pq = new PriorityQueue<int[]>(new Comparator<int[]>() {
            public int compare(int[] pair1, int[] pair2) {
            	System.out.println(pair1[1]+":"+pair1[0]+","+pair2[1]+":"+pair2[0]);
                return pair1[0] != pair2[0] ? pair2[0] - pair1[0] : pair2[1] - pair1[1];
            }
        });
        //取前k个数，放进优先队列
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
            pq.offer(new int[]{nums[i], i});
        }
        //定义输出的数组
        int[] ans = new int[n - k + 1];
        //输出第一个最大数
        ans[0] = pq.peek()[0];
        for (int i = k; i < n; ++i) {
        	//把数组的数逐一放进优先队列
            pq.offer(new int[]{nums[i], i});
            //pq.peek()[1]是数组的下标，把下标小于等于i-k的最大值弹出
            while (pq.peek()[1] <= i - k) {
                pq.poll();
            }
            //把最大值存储到数组
            ans[i - k + 1] = pq.peek()[0];
        }
        return ans;
    }
	//方法二：单调队列
	public int[] maxSlidingWindow2(int[] nums, int k) {
		int n = nums.length;
		Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
		for(int i=0;i<k;i++) {
			while(!deque.isEmpty()&&nums[deque.peekLast()]<=nums[i]) {
				deque.pollLast();
			}
			deque.offerLast(i);
		}
		int[] ans = new int[n-k+1];
		ans[0] = nums[deque.peekFirst()];
		for(int i=k;i<n;i++) {
			while(!deque.isEmpty()&&nums[deque.peekLast()]<=nums[i]) {
				deque.pollLast();
			}
			deque.offerLast(i);
			while(deque.peekFirst()<=i-k) {
				deque.pollFirst();
			}
			ans[i-k+1] = nums[deque.peekFirst()];
		}
		return ans;
	}
	//方法三：分块 + 预处理
	public int[] maxSlidingWindow3(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        int[] prefixMax = new int[n];
        int[] suffixMax = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (i % k == 0) {
                prefixMax[i] = nums[i];
            }
            else {
                prefixMax[i] = Math.max(prefixMax[i - 1], nums[i]);
            }
        }
        for (int i = n - 1; i >= 0; --i) {
            if (i == n - 1 || (i + 1) % k == 0) {
                suffixMax[i] = nums[i];
            } else {
                suffixMax[i] = Math.max(suffixMax[i + 1], nums[i]);
            }
        }

        int[] ans = new int[n - k + 1];
        for (int i = 0; i <= n - k; ++i) {
            ans[i] = Math.max(suffixMax[i], prefixMax[i + k - 1]);
        }
        return ans;
    }
}
